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公開番号2025009244
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023112109
出願日2023-07-07
発明の名称遠心圧縮機
出願人株式会社豊田自動織機
代理人個人,個人
主分類F04D 29/70 20060101AFI20250110BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】遠心圧縮機の運転効率の低下を抑制しつつも、流体に含まれている異物を効率良く捕捉することができ、且つ、フィルタの交換作業を容易なものとすること。
【解決手段】フィルタ部材70の取付部72が、フィルタ71が一体化された状態でフィルタ71を支持するとともにハウジング11における第2吐出通路47の下流側の開口端部を形成する開口壁部48に対して着脱可能に取り付けられている。このため、ハウジング11に対する取付部72の着脱が容易である。フィルタ部材70は、第2吐出通路47の軸線L10上に延びる貫通孔73を有している。よって、第2吐出通路47を第2吐出通路47の軸線L10上に流れる空気が貫通孔73を通過する。フィルタ71は、第2吐出通路47を通過する空気の旋回流に含まれる異物を捕捉する。したがって、フィルタ71によって第2吐出通路47を通過する空気に含まれている異物が効率良く捕捉される。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
流体を圧縮するために回転するインペラと、
前記インペラを収容するインペラ室、前記インペラ室に流体を吸入する吸入口、及び前記インペラ室の周囲で前記インペラ室を渦巻状に取り囲むとともに前記インペラの回転によって圧縮された流体が旋回しながら流れるスクロール流路を区画するハウジングと、を備え、
流体に含まれている異物を捕捉するフィルタを備えている遠心圧縮機であって、
前記ハウジングは、前記スクロール流路に連通するとともに前記スクロール流路を旋回しながら流れる流体の旋回流が流れ込む筒状の吐出通路を有し、
前記フィルタを有するフィルタ部材を備え、
前記フィルタ部材は、
前記フィルタが一体化された状態で前記フィルタを支持するとともに前記ハウジングにおける前記吐出通路の下流側の開口端部を形成する開口壁部に対して着脱可能に取り付けられる取付部と、
前記吐出通路の軸線上に延びる貫通孔と、を有し、
前記フィルタは、前記吐出通路を通過する前記旋回流に含まれる異物を捕捉することを特徴とする遠心圧縮機。
続きを表示（約 770 文字）【請求項２】
前記取付部は、配管継手を兼ねることを特徴とする請求項１に記載の遠心圧縮機。
【請求項３】
前記取付部は、前記吐出通路に挿入されるとともに前記貫通孔の一部を構成する筒部を有し、
前記筒部には、前記筒部の内外を連通させる連通孔が形成されており、
前記フィルタは、前記連通孔を覆った状態で前記筒部の外周に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の遠心圧縮機。
【請求項４】
前記連通孔は、前記筒部に複数形成されており、
前記複数の連通孔は、前記筒部の周方向で間隔を置いて配置されており、
前記フィルタは、前記筒部の外周面に沿って延びる環状であることを特徴とする請求項３に記載の遠心圧縮機。
【請求項５】
前記筒部は、前記吐出通路に挿入される挿入方向で先細りする円錐形状であることを特徴とする請求項３に記載の遠心圧縮機。
【請求項６】
前記取付部は、前記開口壁部における前記吐出通路の下流側の開口の周囲に位置する開口端面に沿って延びる板状の鍔部を有し、
前記鍔部には、ボルトが挿通されるボルト挿通孔が形成されており、
前記開口端面には、前記ボルトが螺合される雌ねじ孔が形成されており、
前記ボルト挿通孔に挿通された前記ボルトが前記雌ねじ孔に螺合されることにより、前記取付部が前記開口壁部に対して着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の遠心圧縮機。
【請求項７】
前記流体は、燃料電池スタックに供給される空気であり、
前記インペラは、前記燃料電池スタックに供給される空気を圧縮するために回転することを特徴とする請求項１に記載の遠心圧縮機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心圧縮機に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
遠心圧縮機は、インペラと、ハウジングと、を備えている。インペラは、流体を圧縮するために回転する。ハウジングは、インペラ室、吸入口、及びスクロール流路を区画する。インペラ室は、インペラを収容する。吸入口は、インペラ室に流体を吸入する。スクロール流路は、インペラ室の周囲でインペラ室を渦巻状に取り囲む。スクロール流路には、インペラの回転によって圧縮された流体が旋回しながら流れる。
【０００３】
ところで、インペラの回転によって圧縮された流体には、異物が含まれていることがある。流体に異物が含まれていると、流体の供給先に異物が含まれた状態で供給されることになる。流体の供給先によっては、流体に異物が含まれた状態で流体が供給されると好ましくない場合がある。そこで、例えば特許文献１のように、フィルタによって流体に含まれている異物を捕捉した後に、供給先に流体を供給することが考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１９－１２５４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、このようなフィルタを、例えば、遠心圧縮機に採用する場合、フィルタが目詰まりすると、遠心圧縮機の吐出圧が過度に上昇してしまう虞がある。遠心圧縮機の吐出圧が過度に上昇してしまうと、インペラ室内において流体の逆流が生じることによりサージング現象が発生する虞がある。サージング現象は、インペラを振動させるため、その結果として、騒音が発生してしまう。したがって、このようなフィルタを採用する場合には、フィルタが目詰まりしたときに、フィルタを新しいフィルタに交換する必要がある。このため、フィルタの交換作業を容易なものとすることが望まれている。
【０００６】
さらには、フィルタを採用することにより、流体の圧力損失が生じてしまうと、遠心圧縮機の運転効率が低下してしまう。したがって、フィルタを採用したとしても、フィルタによって流体の流れが極力妨げられないようにすることで、流体の圧力損失を抑えることが望まれている。また、流体に含まれている異物を効率良く捕捉することが望まれている。このように、遠心圧縮機の運転効率の低下を抑制しつつも、流体に含まれている異物を効率良く捕捉することができ、且つ、フィルタの交換作業を容易なものとすることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する遠心圧縮機は、流体を圧縮するために回転するインペラと、前記インペラを収容するインペラ室、前記インペラ室に流体を吸入する吸入口、及び前記インペラ室の周囲で前記インペラ室を渦巻状に取り囲むとともに前記インペラの回転によって圧縮された流体が旋回しながら流れるスクロール流路を区画するハウジングと、を備え、流体に含まれている異物を捕捉するフィルタを備えている遠心圧縮機であって、前記ハウジングは、前記スクロール流路に連通するとともに前記スクロール流路を旋回しながら流れる流体の旋回流が流れ込む筒状の吐出通路を有し、前記フィルタを有するフィルタ部材を備え、前記フィルタ部材は、前記フィルタが一体化された状態で前記フィルタを支持するとともに前記ハウジングにおける前記吐出通路の下流側の開口端部を形成する開口壁部に対して着脱可能に取り付けられる取付部と、前記吐出通路の軸線上に延びる貫通孔と、を有し、前記フィルタは、前記吐出通路を通過する前記旋回流に含まれる異物を捕捉する。
【０００８】
これによれば、フィルタ部材の取付部が、フィルタが一体化された状態でフィルタを支持するとともにハウジングにおける吐出通路の下流側の開口端部を形成する開口壁部に対して着脱可能に取り付けられている。このため、ハウジングに対する取付部の着脱が容易である。したがって、例えば、フィルタが目詰まりしたときに、取付部をハウジングから取り外すだけで、フィルタ部材をハウジングから取り外すことができる。よって、目詰まりしたフィルタを新しいフィルタに容易に交換することができるため、フィルタの交換作業を容易なものとすることができる。
【０００９】
また、フィルタ部材は、吐出通路の軸線上に延びる貫通孔を有している。これによれば、吐出通路を吐出通路の軸線上に流れる流体が貫通孔を通過するため、フィルタを採用したとしても、フィルタによって流体の流れが極力妨げられないようになっている。したがって、フィルタ部材を通過する流体の圧力損失を抑えることができる。その結果、遠心圧縮機の運転効率の低下を抑制することができる。
【００１０】
吐出通路を通過する流体の異物は、流体の旋回流に追従して流れ易いため、流体の旋回流には比較的多くの異物が含まれている。そこで、フィルタは、吐出通路を通過する流体の旋回流に含まれる異物を捕捉する。したがって、フィルタによって吐出通路を通過する流体に含まれている異物を効率良く捕捉することができる。以上により、遠心圧縮機の運転効率の低下を抑制しつつも、流体に含まれている異物を効率良く捕捉することができ、且つ、フィルタの交換作業を容易なものとすることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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